Для чего нужен маятник ньютона
Маятник ньютона
Колыбель Ньютона — механическая модель, созданная Исааком Ньютоном для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) модель могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо. Эту популярную игрушку-сувенир, придуманную английским актёром Саймоном Преббле в 1967 году, а сегодня часто встречаемую на письменных столах в кабинетах и офисах, можно поместить и в музей физики. Можно бесконечно долго играть с ней, глядя на качающиеся шарики (как смотреть на текущую воду или огонь). Но знание того, что она иллюстрирует законы сохранения импульса и сохранения энергии не только не помешает, но и придаст особый смысл наблюдению. Если отклонить первый шарик и отпустить, то его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а средние шарики будут покоиться. Если бы не было потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости, то колебания продолжались бы вечно, но они затухают, т.к. в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы. Интересным является то, что первый шарик передаёт импульс последнему не непосредственно, а через средние шарики, которые остаются неподвижными. Картина напоминает распространение упругой волны в твёрдом теле, т.е. передачу упругих возмущений и энергии упругой деформации без переноса вещества (например, звук). (Вопрос: будет ли передаватся импульс, если оставить два крайних шарика, а средние заменить подвешенным металлическим стержнем? А если стержень закрепить жёстко?) Рассмотрим простой случай, когда движущийся шар сталкивается с таким же покоящимся шаром (Колыбель Ньютона всего из двух шариков). Столкновение упругое и центральное (именно такое наблюдается в идеальной Колыбели Ньютона). Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого. В колыбели Ньютона первый шарик передаёт импульс второму шарику и останавливается. Мы не видим, как второй шарик получает импульс от первого, не “видим” его скорость. Но, если присмотреться: шарик чуть заметно “вздрагивает”, т. е. он движется с полученной скоростью, но на маленьком пути “из-за тесноты”. Но он успевает на этом коротком пути отдать импульс третьему шарику и остановиться. То же с третьим шариком и т. д. Последний шарик не имеет перед собой, кому передать свой импульс, поэтому свободно движется, поднимаясь на высоту h, затем возвращается, и всё повторяется в обратном направлении. “Колыбель Ньютона” можно изготовить самим. Шарики надо подвешивать на двух под углом друг к другу нитях, чтобы плоскость колебаний шариков сохранялась постоянной, и удары были центральными. Самая большая Колыбель Ньютона в мире находится в г. Kalamazoo (штат Мичиган, США). В ней 16 боулинг-шаров, массой 6,8 кг каждый, подвешенных на нитях длиной 6,1 м на высоте 1 м от пола.
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Маятник ньютона» в других словарях:
Маятник — У этого термина существуют и другие значения, см. Маятник (значения). Колебания маятника: стрелками показаны векторы скорости (v) и ускорения (a) … Википедия
Колыбель Ньютона — Шарики Ньютона (маятник Ньютона) механическая система, придуманная Исааком Ньютоном для демонстрации … Википедия
Пружинный маятник — механическая система, состоящая из пружины с коэффициентом упругости (жёсткостью) k (закон Гу … Википедия
Octavarium — Студийный альбом Dream Theater … Википедия
Механика — (греч. μηχανική искусство построения машин) область физики, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними. Движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве[1].… … Википедия
Гюйгенс, Христиан — Христиан Гюйгенс Christiaan Huygens Дата рождения … Википедия
Гармонический осциллятор — У этого термина существуют и другие значения, см. Осциллятор. Гармонический осциллятор (в классической механике) система, которая при смещении из положения равновесия испытывает действие возвращающей силы F, пропорциональной смещению x… … Википедия
Гюйгенс, Кристиан — Христиан Гюйгенс Christiaan Huygens Дата рождения: 14 апреля 1629 Место рождения: Гаага Дата смерти: 8 июля 1695 Место смерти: там же … Википедия
Гюйгенс Х. — Христиан Гюйгенс Christiaan Huygens Дата рождения: 14 апреля 1629 Место рождения: Гаага Дата смерти: 8 июля 1695 Место смерти: там же … Википедия
Колыбель Ньютона – отличный сувенир для снятия стресса
Всем привет!
В сегодняшнем обзоре пойдет речь о маятнике (колыбель, шары) Ньютона, кому интересно прошу под кат
Начнём с небольшой предыстории.
Я очень увлекаюсь такой наукой как «психология», а как известно психология тесно связана с психиатрией — отраслью медицины, назначение которой распознавание и лечение психических расстройств, а маятник Ньютона это самый простой и эффективный способ снять стресс даже на рабочем месте, а ещё это очень красивый сувенир который отлично украшает рабочее место, создавая атмосферу гармонии и порядка.
Я давно хотела его приобрести для украшения рабочего стола, но появилась возможность взять его обзор и я не стала её упускать 🙂
Колыбель Ньютона (маятник Ньютона) — механическая система, названная в честь Исаака Ньютона для демонстрации преобразования энергии различных видов друг в друга: кинетической в потенциальную и наоборот. В отсутствие противодействующих сил (трения) система могла бы действовать вечно, но в реальности это недостижимо.
При отклонении первого шарика данной системы и последующим его возвратом к изначальному положению, его энергия и импульс передадутся без изменения через три средних шарика последнему, который приобретёт ту же скорость и поднимется на ту же высоту. Он в свою очередь передаст свой импульс и энергию по цепочке снова первому шарику. Крайние маятники будут колебаться, а промежуточные будут неподвижны. Из-за потерь механической энергии вследствие работы сил трения и упругости колебания маятников затухают, так как в реальных механических системах всегда действуют диссипативные силы.
Чтобы найти скорости шаров после упругого столкновения, надо записать уравнение закона сохранения импульса для такой системы и уравнение закона сохранения энергии и решить полученную систему уравнений. Результат известен: движущийся шар останавливается, а покоящийся приобретает скорость первого
Теперь можно перейти и к самому товару.
Основа пластмассовая, шарики и стойка металлические, шарики подвешены на леске.
Товар пришел вот в такой коробке 
При транспортировке коробка помялась, но несмотря на это товар целый.
После того как открыла коробку началось самое интересное, леска на которых висят шарики очень сильно запуталась и местами она даже была связана и вечер был посвящен ее распутыванию.
Внешний вид 
На опорах есть высечки для лески. 
Шарики как я уже писала выше металлические. 
Вес и диаметр шариков 
Низ пластмассовый на резиновых ножках 
Как действуют шары Ньютона?
Для того чтобы увидеть, как этот сувенир работает, достаточно взять один из крайних шариков, отвести его в сторону, а затем отпустить. После того как он ударится об своего соседа, с противоположной стороны произойдет зеркальное отображение данного движения, причем в том же ритме и с той же скоростью. Шарики посередине остаются неподвижными, а крайние будут колебаться до тех пор, пока силы упругости и трения не приведут к медленной остановке движения. Ритмичность движения и звуков как раз и создает эффект расслабления и стимулирует медитацию человека. Как долго будут двигаться шары Ньютона? Продолжительность работы такого оригинального подарка напрямую зависит от веса и размера шариков: чем больше их диаметр и чем они тяжелее, тем дольше будет длиться данный процесс, и наоборот. 
Видео
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Для чего нужен маятник ньютона
Маятник Ньютона (он же – Колыбель Ньютона) – это механическая система, наглядно иллюстрирующая преобразование кинетической энергии в потенциальную. Это конструкция, состоящая из пяти металлических шариков. Каждый из них при помощи двух тросиков крепится к каркасу. Каркас присоединен к П-образному основанию.
Принцип действия.
Если шарики не трогать, они всегда сохраняют неподвижность. Стоит привести в действие один из крайних шариков, как шарик с другой стороны начнет двигаться с такой же скоростью и амплитудой, как и первый. Движение происходит с постоянной частотой по заданной траектории.
Это наглядная демонстрация закона сохранения импульса.
Первый шарик производит ударную волну, она передается через неподвижные промежуточные сферы и воспроизводится в последнем шарике.
В идеале, при абсолютной упругости сфер и отсутствии трения, Колыбель Ньютона могла бы стать вечным двигателем. Увы, в реальности это недостижимо.
Но унывать не стоит. Маятник стал красивой деталью интерьера и популярным сувениром. Он не сможет подзарядить электроприбор, но отлично успокоит нервы, даст отдохнуть глазам и доставит эстетическое наслаждение. Длительность колебаний зависит от массы и габаритов шариков. Чем больше устройство, тем дольше будет длиться движение.
Как Колыбель Ньютона влияет на нервную систему.
С конца 20го века шары Ньютона стали применять в психотерапии для релаксации. Это отличное средство, которое уже много лет пользуется популярностью. Колыбель помогает:
Применение маятника в быту.
Маятник часто приобретают для украшения офисов и рабочих кабинетов. Он спасает от усталости в разгар трудного дня, помогает сконцентрироваться на главном при больших умственных нагрузках.
К тому же он является оригинальной деталью интерьера. Например, маятник отлично подойдет для помещения в стиле хай-тек, будет выглядеть оригинально и современно.
Это отличный подарок для коллеги или начальника, для друга, работающего в офисе, и просто для любителя оригинальных головоломок. Также заинтересует он и школьника, который увлекается физикой.
Принцип работы Маятника Ньютона
Эта статья была обновлена 28 2021,
Колыбель Ньютона – один из самых известных во всём мире атрибутов, которые можно встретить практически в каждом офисе или доме. Когда смотришь на шары Маятника Ньютона, которые тихо стуча, покачиваются из стороны в сторону, невольно приходит некое успокоение, умиротворение. Но почему так происходит? Что заставляет маленькие сферы двигаться таким особенным способом? В ответе переплетены как сложные законы физики, так и простые составляющие жизни, с которыми мы сталкиваемся каждый день.
Движущая сила
Маятник Ньютона стал популярен с конца 60-х годов 20-го столетия. То есть, с момента его изобретения. Создателем данного устройства является Саймон Преббл. Актёр по профессии, он создал конструкцию, которая, придя в действие, оказывает положительное влияние на нервную систему человека, способна успокоить его. Колыбель Ньютона (одно из многих имён) была названа в честь Исаака Ньютона совершенно не случайно. В основе работы маятника лежит закон, некогда открывшийся именно великому учёному – закон о сохранении энергии. Проще всего показать его работу на примере действия устройства.
Маятник представляет собой конструкцию, которую составляют подставка, нити (зачастую леска) и шарики. Пять шаров небольшого размера крепятся на нить с двух сторон и закрепляются на верху подставки. Таким образом, создаётся идеально ровная линия сфер в воздухе.
Как работает маятник:
· Запустить работу очень просто – с одной стороны поднять шарик на определённую высоту и отпустить, позволяя свободно ударяться о висящий рядом шарик.
· Импульс, энергия, образовавшаяся в первом шаре, не теряется, она передаётся из одного шара к другому и достигает последнего в ряду.
· Последний шар, получив импульс, отталкивается и поднимается в воздух на ту же высоту, на которую был поднят первый шар и ударяется о соседний.
· Таким образом, действие повторяется заново, но уже без дополнительной помощи со стороны. Крайние шары Маятника Ньютона движутся, словно в зеркальном отображении. При этом средние остаются неподвижными.
Работа конструкции не может длиться вечно – этому не способствуют условия (влияние силы трения) и сферы со временем начинают сокращать скорость, останавливаясь. Если выбрать сферы тяжелее и толще, то движение продлиться дольше и наоборот.
За что ценят Маятник Ньютона
Маятник Ньютона можно увидеть в кабинете психолога, банковского работника, врача, дома или в офисе, на столе в гостиной у друзей. Стереотип, что маятник должен стоять лишь у офисных работников давно исчез. Многие приобретают данное устройство для себя или в подарок.
Ценят Колыбель Ньютона за его положительное влияние на состояние человека. Мерное постукивание сфер и их движение способны отвлечь человека от тяжёлого рабочего дня, снять напряжение, помогает при концентрации и релаксации. Некоторые утверждают, что маятник способствует появлению хорошего настроения, появлению новых идей и очистке разума от нежелательных мыслей.
Эта конструкция названа в честь гениального ученого не просто так, именно Ньютон первым открыл и обосновал три фундаментальных закона механики и именно эти законы лежат в основе действия «Колыбели Ньютона». Также, эта конструкция ярко иллюстрирует действие закона сохранения механической энергии, закона сохранения импульса и преобразования кинетической энергии в потенциальную.
Как работает «Маятник Ньютона».
Чтобы запустить «Шары Ньютона», отведите крайний шарик в сторону и вверх и отпустите его. Шар с размаху ударится о последующий и передаст ему энергию ( импульс ). Импульс последовательно пройдет еще через два шарика и заставит отскочить последний, при этом остальные шары останутся на месте. Если Вы запустите два крайних шарика, то отскочат тоже два, а средний будет недвижим. Одновременно запустив два противоположных крайних шара на встречу друг другу, Вы сможете наблюдать как они симметрично отскакивают в разные стороны, при неподвижных средних шарах.
Как видите, забавляться с этой умной игрушкой можно довольно долгое время. Она будет интересна как детям так и взрослым.
Маятник «Колыбель Ньютона» как предмет интерьера.
Маятник «Шары Ньютона»
универсальный подарок. Его можно подарить как любознательному ребенку, так и коллеге по работе. Он будет отлично смотреться как на столе Вашего руководителя, так и на Вашем рабочем столе.